视野平面怎样快速排除整个包围盒:状态推演第26例
绘制前可以用多个半空间包围相机视野。若一个物体的整个轴对齐包围盒都位于其中某个平面外侧,它就肯定无需绘制;但没有被排除也不等于它一定可见。
先把规则写清楚
本例视野以六个不等式定义,每个平面满足n点乘位置加d不小于零。对包围盒,按法线分量正负选择坐标上下界,分别计算该表达式的最小值和最大值。某平面最大值小于零就排除;所有平面最小值均非负则全在内部。
本例输入与推演结果
六平面系数依次为[[1, 0, 1, 0], [-1, 0, 1, 0], [0, 1, 1, 0], [0, -1, 1, 0], [0, 0, 1, -3], [0, 0, -1, 12]],每项前三个数为法线,第四个为常数;盒子记录下界与上界。
包围盒 | 六平面表达式范围 | 判定 [[-2, 2, -2], [4, 4, 7]] | [[-4, 11], [-6, 9], [0, 11], [-6, 5], [-5, 4], [5, 14]] | 待进一步检查 [[-10, 11, 8], [-6, 20, 10]] | [[-2, 4], [14, 20], [19, 30], [-12, -1], [5, 7], [2, 4]] | 排除 [[-15, -13, 2], [-11, -11, 5]] | [[-13, -6], [13, 20], [-11, -6], [13, 18], [-1, 2], [7, 10]] | 排除 [[4, 3, 16], [11, 8, 24]] | [[20, 35], [5, 20], [19, 32], [8, 21], [13, 21], [-12, -4]] | 排除 [[10, -16, 19], [13, -8, 24]] | [[29, 37], [6, 14], [3, 16], [27, 40], [16, 21], [-12, -7]] | 排除 [[-10, 5, -6], [-7, 12, -2]] | [[-16, -9], [1, 8], [-1, 10], [-18, -7], [-9, -5], [14, 18]] | 排除 [[0, -18, 2], [9, -14, 10]] | [[2, 19], [-7, 10], [-16, -4], [16, 28], [-1, 7], [2, 10]] | 排除 [[4, 10, 6], [10, 18, 8]] | [[10, 18], [-4, 4], [16, 26], [-12, -2], [3, 5], [4, 6]] | 排除
这里的编号只用来辨认本例中的对象,不能当成另一份记录里的固定身份。阅读表格时先找到输入,再顺着运算顺序对照输出;空列表、零值和不存在的结果有不同含义,不能混用。表中分数保留精确值,小数显示仅为阅读方便。
怎样自己复核
剩下的情况只标为待进一步检查。平面测试是保守的:包围盒可能同时跨过若干边界,逐平面没有完全外侧仍可能与实际视野不相交。边界等于零算接触,不在这一阶段丢弃。
可以逐个枚举包围盒的八个角,核对每个平面的最小值和最大值。不要仅测试盒子中心,中心在外不表示整个物体在外;也不要把待检查状态直接改成不可见,否则贴着视野边缘的大物体可能突然消失。
适用范围
这里的视野是显式定义的截头锥体,坐标和不等式约定都写在输入中,不依赖某个图形接口的矩阵排列。测试只依据包围盒,不考虑遮挡、物体内部空洞、透明度或屏幕上是否只占很少像素。
本例是一套可复现的游戏机制练习,不依赖具体品牌或某个软件的默认设置。修改任何边界约定、输入参数或操作顺序后,应重新推演并保存中间状态。发现差异时先定位第一处不一致,再判断是规则不同还是计算错误,不要只把最终答案调整到看起来相同。
